Titrering av handdiskmedel för pH-bestämning

Handdiskmedel brukar innehålla anjoniska tensider, alltså korresponderande baserna till olika typer av syror. Ett exempel:

https://en.wikipedia.org/wiki/Alkylbenzene_sulfonate

Dessa ämnen är inte syror, så det verkar rimligt att minsta lilla tillsats av NaOH gör lösningen basisk. Att lösningen blev gul från början kan bero på att det finns små mängder av något surt ämne löst i vätskan från början, t.ex. koldioxid från luften som gör lösningen sur av kolsyra. Eller så finns små mängder av någon sur tillsats. Att lösningen blev gul med BTB säger inte om pH var 5 eller 1  lösningen. Om pH var 5 eller nära neutralt behövs ytterst små mängder bas för att lösningen ska bli basisk, givet att det inte finns något som buffrar lösningen.

Eftersom jag kunde få en grön färg kunde jag beräkna pH-värdet av maskindiskmedlet, vilket är cirka 12,792. Däremot saknar jag ju pH-värdet för handdiskmedlet, vilket gör det svårt att jämföra deras pH-värden med varandra. I det här fallet är jag osäker på vilken typ av jämförelse jag bör göra. Har du några ledtrådar?

Hur beräknade du pH-värdet för maskindiskmedlet? Du behöver veta vilket ämne som fanns i det för att göra en sådan beräkning. Det enklaste är såklart att bara mäta pH direkt i lösningen, men jag misstänker att uppgiften går ut på något annat.

Jag gjorde så här:

• Titrator (HCl (0,10 M)): Totalt 6,2 ml tillsattes i titranden.
• Titrand: 100 ml maskinsmedelslösning.

Ekvivalentapunkten till HCl= 1 mol och till maskinsmedelslösning= 1 mol.

Substansmängen då 1 mol HCl förbrukas: 1/1= 1 mol 

• n(HCl) med formeln: c=n/V

n=0,0612 * 0,100 

n= 0,0062 mol

• n(HCl) = n(maskindiskmedlet)

c= n/V

c= 0,0062 mol/ 0,1 dm^3

c= 0,062 M

• OH= -log [OH-] 

pOH= -log (0,062) ≈ 1,208

• pH + pOH = 14

pH= 14 - 1,208 = 12, 792

• pH = 12,792

Du behandlar maskindiskmedlet som om det vore en kemisk förening, men det är det inte. Medlet är snarare en blandning av olika ämnen som du ser på innehållsförteckningen. Om det basiska ämnet var NaOH skulle din beräkning bli rätt, men om det basiska ämnet är Na2CO3 skulle den bli fel. Vad säger labbinstruktionen att du ska göra?

Ja, precis. Eftersom den kemiska formeln för maskindiskmedel saknas, tänkte jag att det vore bra att använda en vanlig bas, som NaOH, för att illustrera reaktionen (HCl + NaOH → NaCl + H2​O). Annars vet jag inte hur jag ska kunna visa detta i min labbrapport :/

Jag klistrar in en del av min uppgift här:

Er uppgift är att ta reda på vilket pH handdiskmedel och maskindiskmedel har vid diskning med hjälp av titrering och pH-mätning. pH värdena ska jämföras och diskuteras!

Förberedelse hemma innan laborationen.

Formulera en hypotes om vilket pH du förväntar dig att handdiskmedel respektive maskindiskmedel har.  

Fundera över hur du kan gå tillväga för att jämföra diskmedlen med varandra då vi är intresserade av pH när medlet används. Skriv ner hur du ska späda för att få rätt koncentration. Förklara hur du tänker vid spädningen.

Ta med din hypotes och planering till laborationen.

Genomförande

Enligt din egen metod i samråd med läraren. Maskindiskmedel och handdiskmedel ska titreras. Läs noga igenom hur man genomför en titrering på nästa sida.

Redovisning

Fullständig rapport lämnas i classroom.

Utförande

Mät upp en lika stor volym av vardera prov i två E-kolvar. Späd eventuellt med vatten. Tillsätt ett par droppar BTB och blanda väl.

Tillsätt titratorlösning droppvis ur byretten, samtidigt som du blandar om med hjälp av magnetomrörare.

Där titratorlösningen droppar ner bildas en färgad fläck som nästan genast försvinner. När du närmar dig färgomslaget hålls färgen kvar något längre än tidigare. Tillsätt nu titratorlösningen långsamt, så att du kan stänga kranen genast när du första gången ser att hela lösningen bytt färg. Anteckna volymen tillsatt titratorlösning.

Är du osäker på färgomslaget kan du, efter att du antecknat volymen, tillsätta ytterligare en eller ett par droppar NaOH, för att kontrollera att färgen inte ändras.

Titrera det andra provet på samma sätt

Undersök de andra produkterna på samma sätt.

Läraren har nog inte riktigt tänkt igenom labben. Man kan räkna som du har gjort men då är det viktigt att skriva något i stil med ”jag antar att basen i maskindiskmedlet är NaOH”. Det är inte ett rimligt antagande egentligen eftersom man brukar ha andra (svagare) baser i maskindiskmedel, t.ex. natriumkarbonat. Men då blir beräkningarna krångligare där man behöver ta hänsyn till kemisk jämvikt, vilket jag inte tror att man tar upp så mycket i kemi 1. Så gör som du har gjort men lägg till förtydligandet om antagandet.

När det kommer till handdiskmedlet hade jag skrivit att pH-värdet ligger nära neutralt (svagt surt), eftersom en liten bastillsats ger omslag direkt. Hade du velat förbättra titreringen hade du kunnat späda titratorn 10 eller 100 gånger - då behöver du tillsätta mer för att få färgomslag och avläsningen blir enklare. Problemet är att det inte riktigt finns så många sura ämnen i handdiskmedlet utan det fungerar på ganska annorlunda sätt jämfört med maskindiskmedel. Jag lägger förklaringen i spoilern här nere, men försök själv reflektera över skillnaderna innan du kollar på svaret. Du får nog skriva att man inte kan använda metoden för att bestämma pH i lösningen, utan bara skriva att det är ”svagt surt” utifrån ditt resultat.